• Title/Summary/Keyword: 금속막

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$Al/TiO_2-SiO_2/Mo$ 구조를 가진 Antifuse 의 전기적 특성 분석

  • 홍성훈;배근학;노용한;정동근
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.73-73
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    • 2000
  • 안티퓨즈 소자는 프로그램 가능한 절연층의 상하 각각에 금속층이나 다결정 실리콘 등의 전도 가능한 전극으로 구성된다. 프로그램은 상하 전극간에 임계전압을 가했을 때 일어나게 되며 이때 절연층이 파괴되므로 비가역적이어서 재사용은 불가능하게 된다. 안티퓨즈 소자는 이러한 프로그램 특성으로 인하여 메모리 소자를 이용한 스위치 보다 속도나 집적도 면에서 우수하다. FPGAsdp 사용되는 안티퓨즈 소자는 집적도의 향상과 적정 절열파괴전압 구현을 위해 절연막의 두께를 감소시키는 것이 바람직하다. 그러나 두께나 감소될 경우 바닥전극의 hillock에 큰 영향을 받게 되며, 그로 인해 절연막의 두께를 감소시키는 것는 한계가 있는 것으로 보고되어 있다. 본 논문에서는 낮은 구동 전압에서 동작하고 안정된 on/pff 상태를 갖는 Al/TiO2-SiO2/Mo 형태의 안티퓨즈 소자를 제안하였다. 만들어진 antifuse cell은 0.6cm2 크기로 약 300개의 샘플을 제작하여 측정하였다. 비저항이 6-9 $\Omega$-cm인 P형의 실리콘 웨이퍼에 RF 마그네트론 스퍼터링(RF magnetron sputtering) 방법으로 하부전극인 Mo를 3000 증착하였다. SiO2는 안티퓨즈에서 완충막의 역할을 하며 구조적으로 antifuse cell을 완전히 감싸고 있는 형태로 제작되었다. 완충막 구조를 만들기 dln해 일반적인 포토리소그라피(Photo-lithography)작업을 거처 형성하였다. 형성된 hole의 크기는 5$mu extrm{m}$$\times$5$\mu\textrm{m}$ 이었다. 완충막이 형성된 기판위에 안티퓨즈 절연체인 SiO2를 PECVD 방식으로 100 증착하였다. 그 후 이중 절연막을 형성시키기 위해 LPCVD를 이용하여 TiO2를 150 증착시켰다. 상부 전극은 thermal evaporation 방식으로 Al을 250nm 증착하여Tejk. 하부전극으로 사용된 Mo 금속은 표면상태가 부드럽고 녹는점이 높은 매우 안정된 금속으로, 표면위에 제조된 SiO2의 특성을 매우 안정되게 유지시켰다. 제안된 안티푸즈는 이중절연막을 증착함으로서 전체적인 절연막의 두께를 증가시켜 바닥전극의 hillock의 영향을 적게 받아 안정성을 유지할 수 있도록 하였다. 또한, 두 절연막 사이의 계면 반응에 의해 SiO2 막을 약화시켜 절연막의 두께가 두꺼워졌음에도 기존의 SiO2 절연막의 절연 파괴 전압 및 누설 전류오 비교되는 특성을 가졌다. 이중막을 구성하고 있는 안티퓨즈의 ON-저항이 단일막과 비교해 비슷한 것을 볼 수 잇는데, 그 이유는 TiO2에 포함된 Ti가 필라멘트에 포함되어 있어 필라멘트의 저항을 감소시켰기 때문으로 사료된다. 결국 이중막을 구성시 ON-저항 증가에 의한 속도 저하 요인은 없다고 할 수 있다. 5V의 절연파괴 시간을 측정한느 TDDB 테스트 결과 1.1$\times$103 year로 기대수치인 수십 년보다 높아 제안된 안티퓨즈의 신뢰성을 확보 할 수 있었다. 제안된 안티퓨즈의 이중 절연막의 두께는 250 이고 프로그래밍 전압은 9.0V이고, 약 65$\Omega$의 on 저항을 얻을수 있었다.

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Investigation on Minimum Film Boiling Point of Highly Heated Vertical Metal Rod in Aqueous Surfactant Solution (계면활성제 수용액 내 고온 수직 금속봉의 최소막비등점에 대한 연구)

  • Lee, Chi Young;Kim, Jae Han
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.41 no.9
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    • pp.597-603
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    • 2017
  • In this study, experiments were conducted on the MFB(minimum film boiling) point of highly heated vertical metal rod quenched in aqueous surfactant solution at various temperature conditions. The aqueous Triton X-100 solution(100 wppm) and pure water were used as the liquid pool. Their temperatures ranged from $77^{\circ}C$ to $100^{\circ}C$. A stainless steel vertical rod of initial center temperature of $500^{\circ}C$ was used as a test specimen. In both liquid pools, as the liquid temperature decreased, the time to reach the MFB point decreased with a parallel increase in the temperature and heat flux of the MFB point. However, over the whole present temperature range, in the aqueous Triton X-100 solution, the time to reach the MFB point was longer, while the temperature and heat flux of the MFB point were reduced when compared with pure water. Based on the present experimental data, this study proposed the empirical correlations to predict the MFB temperature of a high temperature vertical metal rod in pure water and in aqueous Triton X-100 solution.

Transported Metal ton by Crown Ether through Liquid Membrane (Crown Ether에 의한 액체막을 통해서 금속이온의 수송)

  • 남기열;류정욱이기창홍장후
    • KSBB Journal
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    • v.8 no.4
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    • pp.370-374
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    • 1993
  • In transportation the amount of metal ion by crown ethers, dibenzo-18-crown-6 were investigated using ultraviolet spectrometer. Transported the amount of one valence metal ion as $K^+ and Li^+}$ was not so much. On the other hand, two valence metal ion increased by dibenzo-18-crown-6, which means that the ionic charge and hydration of two valence metal ion affected the carrying ability of crown ethers. The carrying ability of dibenzo-18-crown-6 was, therefore, adequate for two valence metal ion as $Ca^{2+}$ and $Ba^{2+}$. It was also suggested that transport metal ion by crown ethers, which is related rather the catching ability than the selectivity of metalion.

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Spalling of Intermetallic Compound during the Reaction between Electroless Ni(P) and Lead-free Solders (무전해 Ni(P)과 무연솔더와의 반응 중 금속간화합물의 spalling 현상에 관한 연구)

  • Sohn Yoon-Chul;Yu Jin;Kang S. K.;Shih D. Y,;Lee Taek-Yeong
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.11 no.3 s.32
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    • pp.37-45
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    • 2004
  • Electroless Ni(P) has been widely used for under bump metallization (UBM) of flip chip and surface finish layer in microelectronic packaging because of its excellent solderability, corrosion resistance, uniformity, selective deposition without photo-lithography, and also good diffusion barrier. However, the brittle fracture at solder joints and the spatting of intermetallic compound (IMC) associated with electroless Ni(P) are critical issues for its successful applications. In the present study, the mechanism of IMC spatting and microstructure change of the Ni(P) film were investigated with varying P content in the Ni(P) film (4.6,9, and $13 wt.\%$P). A reaction between Sn penetrated through the channels among $Ni_3Sn_4$ IMCs and the P-rich layer ($Ni_3P$) of the Ni(P) film formed a $Ni_3SnP$ layer. Thickening of the $Ni_3SnP$ layer led to $Ni_3Sn_4$ spatting. After $Ni_3Sn_4$ spatting, the Ni(P) film directly contacted the molten solder and the $Ni_3P$ phase further transformed into a $Ni_2P$ phase. During the crystallization process, some cracks formed in the Ni(P) film to release tensile stress accumulated from volume shrinkage of the film.

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$Ta_{2}O_{5}/SiO_{2}$ Based Antifuse Device having Programming Voltage below 10 V (10 V이하의 프로그래밍 전압을 갖는 $Ta_{2}O_{5}/SiO_{2}$로 구성된 안티휴즈 소자)

  • Lee, Jae-Sung;Oh, Seh-Chul;Ryu, Chang-Myung;Lee, Yong-Soo;Lee, Yong-Hyun
    • Journal of Sensor Science and Technology
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    • v.4 no.3
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    • pp.80-88
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    • 1995
  • This paper presents the fabrication of a metal-insulator-metal(MIM) antifuse structure consisting of insulators sandwiched between top electrode, Al, and bottom electrode, TiW and additionally studies on antifuse properties depending on the condition of insulator. The intermetallic insulators, prepared by means of sputter, comprised of silicon oxide and tantalum oxide. In such an antifuse structure, silicon oxide layer is utilized to decrease the leakage current and tantalum oxide layer, of which the dielectric strength is lower than that of silicon oxide, is also utilized to lower the breakdown voltage near 10V. Finally sufficient low leakage current, below 1nA, and low programming voltage, about 9V, could be obtained in antifuse device comprising $Al/Ta_{2}O_{5}(10nm)/SiO_{2}(10nm)/TiW$ structure and OFF resistance of 3$3.65M{\Omega}$ and ON resistance of $7.26{\Omega}$ could be also obtained. This $Ta_{2}O_{5}/SiO_{2}$ based antifuse structures will be promising for highly reliable programmable device.

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Ultrathin Metal Films on Single Crystal Electrodes : Electrochemical & UHV Studies

  • ;A.Wieckowski
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1999.07a
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    • pp.141-141
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    • 1999
  • 전기화학과 초고진공(ultra-high vacuum, UHV) 분광법을 이용하여 고체/액체의 계면에서 일어나는 현상을 분자단위에서 이해하고 조절하기 위한 연구를 수행하였다. 이들 중 전기화학으로 형성된 구리 및 은 금속(sub)monlayer 박막을 그 예로 선택하여 소개한다. 초박막 금속의 흡착량은 cyclic voltammogram과 새로 개발된 Auger electron spectroscopy (AES) 정량법을 통해 얻어졌고, 이 값들은 low energy electron diffraction (LEED) 및 in-situ atomic force microscopy (AFM)법을 이용한 구조 분석결과와 비교되어졌다. 또한 화학상태를 확인하기 위하여 core-level electron energyy loss spectroscopy (CEELS)를 사용하였다. 먼저 황산 전해질에서 금(111) 단결정 전극상에 전기화학적으로 형성된 굴의 계면특성을 조사하였다. 특정 전위값에서 2/3 ML의 구리와 1/3 ML의 음이온이 상호 흡착하여 ({{{{ SQRT { 3} }}$\times${{{{ SQRT { 3} }}) 격자 구조를 보였고, 전위값이 커지거나 줄어들면, 이 구조가 사라지는 현상이 관찰되었다. 즉 이 ({{{{ SQRT { 3} }}}}$\times${{{{ SQRT { 3} }}}}) 흡착구조는 첫 번째 UPD underpotential deposition) 피크에 특이하게 관련되어 있음을 알 수 있었다. 금속 초박막 형성에 미치는 음이온의 영향을 좀 더 확인하기 위해 초박막 은이 증착된 금 단결정 전극상의 황산 음이온에 관하여 연구하였다. 은의 증착이 일어날 수 없는 양전위값 영역에서 ({{{{ SQRT { 3} }}}}$\times${{{{ SQRT { 3} }}}})의 규칙적인 음이온의 구조를 보였다. 그리고 은의 장착은 세척 과정과 용액의 농도에 따라 p(3$\times$3)과 p(5$\times$5)의 규칙적인 두가지 구조를 가졌다. in-situ AFM에서는 p(3$\times$3)의 은 증착 구조만 나타났고, 음 전위값으로 옮겨가면 p(1$\times$1) 구조로 바뀌었다. ex-situ 초고진공 결과와 이 AFM의 in-situ 결과를 상호 비교 논의할 것이다. 음이온의 흡착이 없는 묽은 플로르산(HF) 전해질에서 은은 전위값을 음전위 쪽으로 이동해 감에 따라 p(3$\times$3), p(5$\times$5), (5$\times$5), (6$\times$6), 그리고 (1$\times$1)의 연속적 구조 변화를 보였다. 이 다양한 구조들을 AES로부터 얻어진 표면 흡착량과 연결시켰더니 정량적으로 잘 일치되는 결과를 보였다. 전기화학적인 증착에서는 기존의 진공 증착과 비교할 때 음이온의 공흡착이 금속 초박막 형성 메카니즘에 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 또한 은의 전기화학적 다층박막 성장은 MSM (monolayer-simultaneous-multilayer) 메카니즘을 따름을 확인하였다. 마지막으로 구조 및 양이 규칙적으로 조절되는 전극의 응용가능성이 간단히 논의될 것이다.

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A hydrogen ion-selective membrane electrode based on N,N,N,N-Tetrabenzylethylenediamine as neutral carrier (N,N,N,N-Tetrabenzylethylenediamine 중성운반체를 이용한 수소 이온 선택성 막전극)

  • Jeong, Seong-Suk;Park, Myon-Yong;Chung, Koo-Chun;Cho, Dong-Hoe;Lee, Kyeong-Jae;Kim, Jae-Woo
    • Analytical Science and Technology
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    • v.8 no.2
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    • pp.187-193
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    • 1995
  • A PVC membrane ion-selective electrodes based on N,N,N,N-tetrabenzylethylenediamine as neutral carrier has been prepared by addition of plasticizers such as phthalates and sebacate and liphophillic additives such as NaTPB. The membrane electrodes were investigated to the electric resistance, response range to hydrogen ion and the interfering effect of alkali and alkline earth metals. A electric resistance hardly had on effect of plasticizers. In case of 0.7% NaTPB added to membrane, response of the electrodes were shown the values near to theoretical Nernstian slope and interferences by alkali and alkaline earth metal were few influenced. The performances of pH-selective electrodes were shown linerality to hydrogen ion between pH 2 and 10 in the presense of alkali and alkaline earth ions. Reproducibility and stability tests were shown good results in the same pH range.

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